5.2. Состав функций асу тп

Информационные функции АСУ ТП по энергоблокам.

Оперативный контроль технологических параметров. С целью получения информации о ходе технологического процесса предус­матривают:

индивидуальный контроль минимального числа наиболее важ­ных технологических параметров с помощью постоянно включен­ных показывающих или регистрирующих приборов;

избирательный контроль;

множественный контроль (контроль по вызову на аналоговых и цифровых приборах или электронно-лучевых трубках, графиче­ская регистрация на аналоговых приборах и т.п.).

Технологическая сигнализация. В качестве дополнительной ин­формации предусматривают световую и звуковую сигнализацию технологических параметров, вышедших за пределы установлен­ных значений, а также сигнализацию состояния регулирующих и запорных органов и оборудования. Световая сигнализация служит одной из форм множественного контроля и осуществляется на све­товых табло, встроенных в мнемосхемы ТОУ.

Расчет технико-экономических показателей. Для сопоставле­ния фактических показателей качества технологических процес­сов с заданными критериями управления предусматривается автоматизированный расчет ТЭП по отдельным агрегатам и по блоку в целом в соответствии с существующими нормами отчетности [21 ]. Расчеты ведут в темпе с технологическим процессом на ос­нове информации о технологических параметрах, входящих, на­пример, в системы уравнений (3.19)—(3.29). Чтобы получить пред­ставительные результаты значений ТЭП оперативные интервалы расчетов устанавливают равными не менее 15 мин [4].

Кроме того, значения ТЭП вычисляют в соответствии с интер­валами существующих форм отчетности: за смену (8 ч), сутки, месяц, год.

Определение достоверности информации. С целью проверки точности функционирования информационных подсистем предус­матривают дополнительный контроль численных значений техно­логических параметров по важнейшим каналам измерений. Про­верку осуществляют сравнением с показаниями дублирующих из­мерительных систем и приборов или со значениями параметров, полученными на основании косвенных вычислений с помощью ИВК.

Диагностика состояния оборудования. Для предупреждения возможных неполадок в работе энергоблока предусматривают спо­радический и непрерывный контроль состояния оборудования с помощью оценки отклонений текущих значений параметров от ус­тановленных.

Регистрация аварийных положений. С целью обобщения опыта эксплуатации энергоблоков, выявления экономического ущерба от аварий и предупреждения ошибочных действий оперативного пер­сонала предусматривают специальную регистрацию событий и технологических параметров в аварийных (предаварийных) режи­мах работы энергооборудования (внезапный сброс электрической нагрузки, непредвиденный останов одного или группы агрегатов и т.п.).

В случае необходимости персоналу представляется информация для анализа причин возникновения и характера развития аварий. Для этого в памяти УВК хранят информацию о событиях и зна­чениях технологических параметров в течение заданного проме­жутка времени Т_i начиная от момента последнего опроса. В каж­дом новом цикле представления данных "стирается" информация, вышедшая за пределы интервала Т_i и вместо нее заносят вновь полученные сведения. При этом обеспечивается регистрация со­бытий, последовательности и времени срабатывания технологичес­ких защит, положения всех контролируемых регулирующих и за­порных органов на момент аварий, а также значения важнейших технологических параметров.

Формирование банков данных с наличием информационных по­исковых систем (ИПС) для автоматизированного поиска инфор­мации, хранящейся на бумажных, магнитных дисковых носителях (НМД) или перфолентах (ПЛ), контроль за документацией (вне­сение изменений, исправлений), связанных со сбором, обработкой и хранением технологической информации ( см. рис. 5.1 — по ка­налам z_i).

Функции управления АСУ ТП по энергоблоку.

Статическая оптимизация режимов работы энергооборудова­ния. С целью достижения заданных критериев управления пред­усмотрен контроль и управление режимами работы оборудования.

По котлу — поддержание КПД брутто вблизи оптимального зна­чения сравнением его текущего и расчетного значений. Регулиру­ющим воздействием служит изменение расхода воздуха, подавае­мого в топку, например, за счет изменения положения направ­ляющих аппаратов на всасе дутьевых вентиляторов или использо­вания других способов (см. Приложение).

По турбине — поддержание КПД нетто турбоустановки вблизи оптимального значения за счет изменения вакуума в конденсато­ре. Регулирующим воздействием служит изменение расхода ох­лаждающей воды в конденсатор. Изменение подачи циркуляцион­ных насосов достигают изменением положения направляющих ап­паратов на всасе насосов (см. Приложение).

По блоку в целом — поддержание давления перегретого пара перед турбиной, которое может изменяться в заданных пределах в зависимости от нагрузки в регулирующем режиме работы блока. Изменение давления пара достигают, например, (при работе на скользящих параметрах) воздействием на расход топлива, подава­емого в топку котла.

Критериальное управление локальными АСР, обеспечивающих автоматическое ведение технологического процесса по участкам энергоблока ( температуре перегрева пара, экономичности про­цесса горения в топке и др.), реализуют изменением задания по каналам управляющих воздействий в зависимости от изменчивос­ти режимов работы энергоблока по электрической нагрузке, каче­ству и виду топлива (см. рис. 5.1 — по каналу u_i).

Динамическая оптимизация технологических процессов с целью достижения заданных показателей качества переходных процессов предусматривают подстройку динамических параметров регуляторов нижнего уровня. Ее осуществляют при изменениях режимов работы энергоблока (например, при переходе с одного уровня нагрузки на другой) или изменчивости вида динамических характеристик. Существуют следующие способы подстройки:

дистанционный с помощью приспособлений, имеющихся на пульте управления и на регуляторах;

автоматический с помощью УВК, выполняющего функции са­монастраивающейся системы [23].

Переключения и дискретные операции. Достижение заданных критериев управления при переходе с одного уровня электриче­ской или тепловой нагрузки на другой, или изменение состава ра­ботающего оборудования предусматривает переключения в тепло­вой или электрической схемах энергоблока. Переключения осу­ществляют дистанционно или с помощью технических средств дис­кретной автоматики (устройств логического управления нижнего уровня или дискретных автоматов). В состав операций переклю­чения входят:

открытие или закрытие запорных органов в обусловленной по­следовательности или же включение (отключение) блокировок;

пуск (останов) вспомогательных агрегатов (резервных, пуско­вых, дополнительных и т.п.).

Необходимость в автоматических переключениях и дискретных операциях больше всего возникает в пусковых, аварийных или пе­ременных режимах работы оборудования, наиболее тяжелых с точки зрения оперативной загруженности персонала.

Исследование объекта управления предусматривает использо­вание АСУ ТП как инструменты изучения ТОУ, связанного с ис­пытаниями и наладкой теплового оборудования или же с состав­лением блочных режимных карт. Для этой цели установлен пер­сональный компьютер с видеомонитором и устройством связи с объектом, печатающее устройство и пакет прикладных программ. Инструментальный компьютер связан с банком блочных данных и другими информационными подсистемам и сетями, в частности с архивом ПТО.

Имитация экстремальных условий при проведении противо-аварийных тренировок (воспроизведение псевдосрабатываний теп­ловой защиты и технологической сигнализации, псевдоотключе­ний механизмов собственных нужд котла и турбины и т.п.). Роль имитатора экстремальных условий выполняет специальный виде­одисплей, оснащенный пакетом прикладных программ. Все трени­ровки персонала на действующем оборудовании строго лимитиро­ваны должностными и производственными инструкциями [13]. В прикладных программах предусмотрены соответствующие прио­ритеты и запреты, исключающие вмешательство автоматических устройств и персонала в технологический процесс.

Информационные функции АСУ ТП по ТЭС.

Общестанционный контроль технологических параметров и со­стояния оборудования. С целью представления информации опе­раторам (дежурному инженеру ТЭС) о ходе технологического про­цесса и достижения заданных значений технико-экономических показателей ТЭС предусматривается сбор и переработка инфор­мации о состоянии и режиме работы общестанционного техноло­гического оборудования и главной электрической схемы станции.

Расчет общестанционных ТЭП. Осуществляется с различными интервалами времени в зависимости от принятой в энергосистеме отчетности. Полученная информация представляется лицам, при­нимающим решения по управлению ТЭС: дежурному инженеру) начальникам смен (старшим операторам энергоблоков), производ­ственно-техническому отделу и руководству ТЭС.

Контроль достоверности информации общестанционного на­значения осуществляется параллельно с расчетом ТЭП ТЭС и от­дельных энергоблоков.

Регистрация общестанционных аварий. Для обобщения опыта эксплуатации и последующего анализа аварийных ситуаций пре­дусматривается, начиная с момента возникновения аварии, авто­матическая регистрация обобщенных показателей ТЭС и техноло­гических параметров, характеризующих состояние оборудования общестанционного назначения.

Обмен оперативно-диспетчерской информации с АСУ выше­стоящих и нижестоящих уровней осуществляют на основе отработанных процедур установления связи, обмена и завершения пе­редачи информации. Обмен информацией происходит непрерывно по важнейшим каналам управлений и измерений и периодически по второстепенным каналам.

Формирование развитых баз данных (БД) с наличием системы управления (СУБД) предназначенной:

для автоматизированного поиска и выдачи необходимой инфор­мации;

контроля за документацией;

ведения общестанционного архива, связанного со сбором, обра­боткой и хранением агрегированной технологической информа­ции, поступающей от энергоблоков, вспомогательных служб и установок, и вышестоящей подсистемы управления [13].

Функции управления АСУ ТП по ТЭС состоят в следующем:

оптимальное распределение электрических нагрузок между энергоблоками с помощью УВК общестанционного назначения, определяющего расходные характеристики энергоблоков, их отно­сительные приросты е(- и выполняющего расчет абсолютных при­ростов мощности по энергоблокам в соответствии с процедурой, приведенной в параграфе 3.4;

оптимальное распределение экологических нагрузок между энергоблоками с помощью общестанционного УВК, определяющего экологические характеристики энергоблоков, относительные при­росты массовых выбросов вредных веществ в атмосферу и расчет их абсолютных приростов по отдельным энергоблокам в соответ­ствии с процедурой, приведенной в параграфе 9.3, контроль сум­марных выбросов ТЭС и их сопоставление с ВСВ (ПДВ) [18, 32];

выбор состава работающего оборудования энергоблоков в за­висимости от заданного графика электрической нагрузки ТЭС с учетом останова и длительности простоев части оборудования и затрат топлива и электроэнергии на его последующий пуск;

дискретное и непрерывно-дискретное управление вспомога­тельным оборудованием, образующим функциональные группы и подгруппы общеблочного и общестанционного назначения (РОУ или БРОУ, установки химической подготовки воды, системы топ-ливоподачи, централизованного циркуляционного водоснабжения и др.);

выполнение логических операций по переключениям в главной электрической схеме станции воздействием на исполнительные устройства или УЛУ низшего уровня, сочлененных с коммутиру­ющей аппаратурой;

групповое управление автоматическими системами регулиро­вания возбуждения электрических генераторов с целью стабили­зации напряжения на выходе отдельных агрегатов и шинах стан­ции.

Наряду с перечисленными функции управления АСУ ТП по энергоблоку дополняют широким кругом задач, выполняемых подсистемами нижнего уровня (АСР, УЛУ, ДУ и ТЗ).

Вместе с контролем и управлением непрерывным технологическим процессом УВК может решать разовые задачи чисто производственного характера, например определение оптимальных сроков планово-предупредительных и капитальных ре­монтов. При этом расчеты выполняются по результатам сопоставления затрат на очистку поверхностей нагрева и на простой оборудования во время ремонта с из­держками на непрерывную эксплуатацию неочищенных теплообменников [12].

При определении оптимальных объемов и сроков заказов запасных изделий для измерительной (регулирующей) аппаратуры и средств вычислительной техники расчеты выполняют по результатам анализа статистических данных (вычисления интенсивности потока отказов). Минимум целевой функции определяют сопостав­лением затрат на приобретение запасных частей и замену износившихся элементов с издержками от простоя оборудования или его эксплуатации на дистанционном (ручном) управлении в результате отказов составных элементов КТС в автомати­зированной системе управления.

При этом большая роль принадлежит общестанционной информационной сис­теме, изображенной на рис. 5.2 и состоящей из подсистем производственных под­разделений ТЭС (КТЦ, электроцех, ремонтный цех, ТТЦ и др. [13]), оснащенных компьютерными станциями с общим интерфейсом для обмена и передачи инфор­мации головной компьютерной станции производственно-технического отдела (ПТО) ТЭС.

Компьютерные станции подразделений должны выполнять функции развитой базы данных (БД). Последняя должна управляться СУБД, подчиненной админи­стратору БД, находящемуся в штате ПТО ТЭС, для автоматизированного поиска и выдачи необходимой информации по каждому элементу данных ОД), осущест­влять контроль за документацией производственного характера и ведение архива, связанного со сбором, обработкой и хранением производственно-технического ар­хива станции.

Решение задач производственного характера выходит за рамки функций АСУ ТП по энергоблоку и ТЭС. Однако часть таких задач решается в практике эксплу­атации по мере необходимости при наличии и должном математическом и про­граммном обеспечении специализированной информационной системы.

Приведенный перечень информационных и управляющих фун­кций АСУ ТП по энергоблоку и ТЭС может дополняться, разви­ваться или изменяться в каждом конкретном случае в зависимости от задач эксплуатации и по мере развития вычислительных воз­можностей программно-технического комплекса (ПТК).

Рис. 5.2. Схема информационной системы производственной деятельности на ТЭС

ОШ — общая шина; компьютерные станции: 1 — КТЦ (котлотурбинный цех);

2 — электроцех; 3 — ТТЦ (топливно-транспортный цех); 4 — ЦТАИ (цех теп­ловой автоматики и измерений); 5 — ХВО (цех химической очистки воды); 6 — ПТО (производственно-технический отдел).